數據接口組件InterOp--3D應用程序開發的強大動力

一、概述

一般來說不同的3D應用程序都有不同的存盤格式，而這些不同的3D應用程序之間往往又需要進行模型數據轉換。如：1) 有時用戶需要利用多種CAD造型軟件才能完成一項設計，此時就需要利用數據接口來實現這些不同CAD造型軟件之間的模型轉換；2) CAM、CAE軟件為了提高模型處理的能力，需要提供豐富的數據接口來讀取各種CAD模型數據，而3D造型軟件也需要提供多種輸出接口，輸出方便這些CAM、CAE軟件使用的格式；3) PDM/PLM等軟件則需要讀取各種格式的CAD模型用于瀏覽和管理。通常情況下，一個通用的3D應用程序為了能夠和其它軟件實現很好的集成，都需要配備比較完備和可靠的數據轉換接口。但數據接口的開發工作是一個非常復雜的過程，需要耗費大量的人力和物力來維護和升級，因此通過授權使用3D數據轉換接口組件來開發數據接口模塊事實上已經成為很多3D應用程序開發商的首選。

美國Spatial公司（以下簡稱Spatial）提供的3D InterOp組件是一種“即插即用”的數據接口組件，可以幫助3D應用程序開發商輕松實現對主流3D格式的轉換，完全可以滿足用戶對轉換精度，成功率和效率的要求，使其開發的3D應用程序可以很好地與其它商業CAD/CAM/CAE/PLM系統集成。

圖1 "即插即用"的數據接口

二、數據接口組件InterOp簡介

Spatial提供的InterOp組件能夠對市場上流行的3D格式（如：CATIA V5、CATIA V4、IGES、STEP、VDA-FS、Pro/E, Parasolid、UG、SolidWorks、Inventor和ACIS?等）進行準確和透明的轉換，轉換內容不僅包括實體、曲面和線框等幾何和拓撲信息，而且包括層、坐標系、工作平面、顏色屬性、名稱以及裝配關系等信息，滿足了用戶的多種需要。另外，InterOp組件中的每個轉換器都經過精細微調，并經常更新，確保3D數據轉換的準確。下表說明了InterOp R18 SP1版本所支持的標準格式和原始CAD格式，以及讀、寫功能對各個版本的支持情況。

最新版本InterOp(R18SP1)支持的格式

產品名稱	用途	讀入版本支持	寫出版本支持
3D InterOp ACIS CATIA V4 Reader/Writer	實現ACIS 文件和CATIA V4 文件之間的雙向轉換	4.1.9～4.2.4	4.2.1～4.2.4
3D InterOp ACIS CATIA V5 Reader	讀取CATIA V5 文件到基于ACIS的應用程序中	R2～R18	×
3D InterOp ACIS CATIA V5 Manufacturing Option	讀取CATIA V5 文件中的加工信息，PMI數據和孔特征到基于ACIS的應用程序中	R2～R18	×
3D InterOp ACIS CATIA V5 Writer	將基于ACIS的應用程序生成的模型文件寫成CATIA V5文件	×	R6～R18
3D InterOp ACIS CATIA V5 Reader/Writer	實現ACIS 文件和CATIA V5 文件之間的雙向轉換	R2～R18	R6～R18
3D InterOp ACIS IGES Reader/Writer	實現ACIS 文件和IGES 格式文件之間的雙向轉換	～5.3	～5.3
3D InterOp ACIS Inventor Reader	讀取Inventor文件到基于ACIS的應用程序中	6～12	×
3D InterOp ACIS Parasolid Reader/Writer*	實現ACIS 文件和Parasolid 文件之間的雙向轉換	10.0～19.0	12.0～19.0
3D InterOp ACIS Pro/E Reader	讀取Pro/Engineer 文件到基于ACIS的應用程序中	16～Wildfire3	×
3D InterOp ACIS Pro/E Manufacturing Option	讀取Pro/Engineer 文件中的加工信息、PMI數據和孔特征到基于ACIS的應用程序中	16～Wildfire3	×
3D InterOp ACIS SolidWorks Reader*	讀取SolidWorks文件到基于ACIS的應用程序中	98～2008	×
3D InterOp ACIS STEP Reader/Writer	實現ACIS 文件和STEP 格式文件之間的雙向轉換	AP203, AP214**	AP203, AP214**
3D InterOp ACIS Unigraphics Reader*	讀取 Unigraphics文件到基于ACIS的應用程序中	V11～18 NX1.0-5.0	×
3D InterOp ACIS Unigraphics Manufacturing Option	讀取UG文件中的加工信息，PMI數據和孔特征到基于ACIS的應用程序中	NX2.0,4.0-5.0	×
3D InterOp ACIS VDA-FS Reader/Writer	實現ACIS 文件和VDA-FS 文件之間的雙向轉換	～2.0	2.0
* 表示該轉換接口需要從TSA或其他Parasolid供應商處獲得Parasolid的授權 **表示AP214暫時只支持幾何數據讀寫

三、InterOp組件技術優勢

 InterOp組件的技術優勢主要包括：

(1)很高的轉換精度和成功率－InterOp在轉換過程中大部分采用原裝庫來實現，保證了不同格式之間幾何和拓撲的正確映射，不僅減少和消除了中間文件，保證了轉換精度，而且提高了轉換的成功率。另外，對于IGES等本身表示精度較低的數據格式，InterOp中使用了自動檢查和修復等技術，從而有效提高了該類數據的轉換質量和轉換成功率。 [next]

(2)功能實用，使用方便－由于InterOp采用的是“即插即用”的架構，因此，用戶無需復雜的編程即可將InterOp組件快速集成到已有3D應用程序中，或自行開發專用的數據接口軟件。如下面的示例代碼即可實現將CATIA V5文件轉換成ACIS SAT格式。另外，InterOp中不僅可以實現幾何和拓撲信息、層、坐標系、工作平面、顏色屬性、名稱以及裝配關系的轉換，而且還提供了預先讀取文件頭信息、單位處理、內存格式轉換、轉換過程信息報告和中途退出等實用功能，而且提供了多種轉換選項開關，使得開發者可以更加靈活地控制轉換過程，在提高效率的同時，得到滿足最終用戶需要的數據。

(3)對CATIA V5強有力的支持－InterOp CATIA V5接口組件是目前唯一的和CATIA V5原裝庫一同發布的數據轉換組件。該組件采用和CATIA V5同步的原裝庫和開發環境，以確保轉換精度達到最高。另外該組件還支持將CATIA V5中的可視化信息快速提取出來，以生成輕量級的HSF (HOOPS Stream Format)可視化模型。圖3所示為InterOp讀取CATIA V5曲面模型的一個示例，從圖中可以發現模型轉換的精度是非常高的。

圖3 讀取CATIA V5曲面示例

(4)自動修復功能－InterOp是唯一一家基于被業界證明了的造型內核開發的數據接口組件。InterOp的各個數據接口在實現過程中不僅使用了ACIS高精度建模的功能，而且還在InterOp產品中融入了部分ACIS中提供的模型檢查、模型縫合和修復等功能，使得在利用InterOp進行轉換的過程中就可以完成部分模型的幾何和拓撲問題的自動檢測和自動修復，提高了模型轉換的質量和成功率。 [next]

(5)比數據轉換更進一步。InterOp底層采用了ACIS造型內核，轉換的結果可以保存為ACIS內存格式。因此開發者可以非常方便地將InterOp與ACIS強大的建模功能結合起來使用，如1) 可以直接使用ACIS中的高級圓角、拔模、變型等功能對轉換后的模型進行進一步編輯；2) 利用ACIS中提供的模型修復、特征識別和抑制、高級覆蓋等函數對模型進行進一步完善（如孔洞修補、模型簡化等），從而得到滿足下游軟件（如數控加工刀軌的生成以及和有限元分析軟件劃分網格等）的需要。圖4是利用ACIS功能進行數據修復的流程。

四、InterOp組件商業優勢

采用Spatial的InterOp組件不但可以在技術方面領先一步，而且具有以下商業優勢：

(1)性能和可靠性－Spatial的目標是使每個InterOp版本在功能增加的同時還要保證整體性能的提升和可靠性。InterOp產品每周都要完成225,000多次轉換測試，完全可以滿足商品化軟件對數據轉換準確率和成功率的需要。

(2)降低開發成本和縮短產品上市時間－大大減少用戶自己開發的投入或風險，用戶通過授權InterOp產品即可使用已被業界證明了的功能強大且穩定的數據接口組件，使用戶無需花費大量的人力物力和時間去自行開發和維護自己的數據轉換接口，而是將精力集中到具有更大附加值的專業功能的開發上，并可以更早地發布產品，使效益最大化。

(3)保持持續競爭力－3D軟件的更新也會帶來版本的不斷升級。為了滿足用戶的需要，InterOp組件會定期發布新版本和補丁包，以盡快對新版本的3D軟件格式提供支持。InterOp CATIA V5接口的開發采用了和CATIA V5完全一致的開發環境，該接口的發布是和CATIA V5的發布同步的，而其它接口一般可以在3個月內實現對最新版本的跟蹤。另外，InterOp每個新的版本在功能和性能方面都會有一定程度的提升。用戶通過將自己的產品發布和InterOp產品發布計劃緊密結合起來，就可以及早使用到InterOp中提供的新功能、改善產品性能，從而可以步步領先，保持持續的競爭力。

(4)零風險的授權方式－InterOp的授權無需交納固定年費，而是直接根據銷售情況來支付提成，因此降低了用戶的風險；另外InterOp在國內非常有競爭力的價格定位也可以使開發商更好地管理成本，提高市場競爭力。

五、案例分析

Spatial的合作伙伴涉及到CAD、CAM、CAE、AEC、CMM、EDA等14個行業領域，在全球有120多家軟件公司在使用Spatial的InterOp組件。如在業界比較知名的CAD軟件CADKEY，國內自主版權CAD軟件新洲Solid3000；CAM領域Cimatron、Space-E；CAE領域的Patran、Fluent；CMM領域的Mitutoyo、Carl Zeiss；專業數據轉換和修復軟件SpGate等均采用了Spatial提供的InterOp組件，轉換質量和成功率得到了用戶的贊譽。

新洲三維（Solid3000）軟件是國內市場上唯一全面實現本地化、標準化的三維設計軟件，是國際先進CAD軟件技術和本土實際需求完美的結合，在國內同行業中處于領導地位。新洲三維（Solid3000）面向機械結構設計及工業造型領域，支持設計/出圖全過程，同時提供各種PLM集成解決方案。目前已被廣泛應用于航空、航天、船舶、電子、汽車等領域的近千家企業，裝機數量近萬套，獲得用戶廣泛好評。

InterOp數據交換技術的采用，使得新洲三維（Solid3000）的數據接口能力得到了質的提高，并在很大程度上豐富了接口的種類。新版本的新洲三維Solid3000無論是對IGES/STEP等標準數據格式、還是對CATIA V5、UG、Pro/E、Solidworks、Inventor等專用數據格式的多個版本都能很好地兼容，極大提升了新洲三維（Solid3000）在PLM應用集成方面的能力。新洲軟件選用Spatial InterOp組件的原因主要包括：1)InterOp是一個高質量和較全面的數據接口解決方案，可以滿足最終用戶的需要；2)新洲軟件在試用InterOp組件的過程中就得到了Spaital提供的大力協助，從而可以快速地將InterOp組件集成到Solid3000軟件中；3) InterOp的授權方式降低了用戶的風險，有利于新洲的發展。圖5是新洲三維（Solid3000）軟件公司利用InterOp導入模型的示例。

六、結束語

綜上所述，Spatial提供的InterOp組件技術是經過用戶多年市場驗證的，Spatial的合作伙伴通過授權和使用InterOp組件，不僅可以使用InterOp組件的強大功能，提高軟件性能和穩定性，增加產品的附加值，而且可以降低開發成本、加快產品上市，使效益最大化。(end)